基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼算法的研究和IP核實(shí)現(xiàn).pdf

1、在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的今天，公鑰密碼技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，也是構(gòu)建安全應(yīng)用所不可或缺的關(guān)鍵密碼技術(shù)，然而隨著計(jì)算能力的提高，RSA、離散對(duì)數(shù)等密碼體制的安全強(qiáng)度不斷受到挑戰(zhàn)，目前認(rèn)為安全的模長(zhǎng)建議在1024比特以上。雖然增加密鑰長(zhǎng)度可增強(qiáng)安全性，但實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度也同時(shí)會(huì)增加。橢圓曲線密碼機(jī)制(簡(jiǎn)稱ECC)是一種密鑰短且安全性高的公鑰密碼機(jī)制，160比特的ECC的安全性就相當(dāng)于1024比特的RSA的安全性，尤其是適用于硬件實(shí)現(xiàn)的基于正

2、規(guī)基的橢圓曲線密碼機(jī)制。所以當(dāng)前對(duì)基于正規(guī)基的橢圓曲線密碼機(jī)制的研究和實(shí)現(xiàn)具有重大的意義。
　　 本文在深入分析基于正規(guī)基的二進(jìn)制域運(yùn)算、素?cái)?shù)域運(yùn)算和橢圓曲線運(yùn)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合橢圓曲線密碼算法，提出了一種適用于FPGA的IP核實(shí)現(xiàn)方案，為網(wǎng)絡(luò)的IP層加密協(xié)議提供密碼算法模塊。協(xié)議中用到的雜湊函數(shù)采用安全強(qiáng)度較高的SHA-256算法，消息認(rèn)證碼選用的是HMAC算法，橢圓曲線加密方案中用到的對(duì)稱密鑰加密方案選用高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)AES

3、-128。
　　 本文在素?cái)?shù)域運(yùn)算中，提出了一種簡(jiǎn)單而有效的求模算法，該算法基于查找表，在進(jìn)行素域大數(shù)求模運(yùn)算的時(shí)候運(yùn)算周期短效率高。橢圓曲線密碼算法IP核實(shí)現(xiàn)了七種運(yùn)算功能，包括ECDSA簽名生成、ECDSA簽名的驗(yàn)證、ECIES加密、ECIES解密、ECDH密鑰交換以及對(duì)稱密碼體制中的AES-128加密和解密。IP核對(duì)外的接口采用32位和16位可配置的總線形式，用戶可根據(jù)需求自行選擇。此外，用戶可以通過輸入相應(yīng)的指令來選擇I